KR20130025741A - Wind power generator with device for de-icing and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍력 발전기의 나셀에 장착되어 블레이드에 대해 디아이싱 작업을 수행하는 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wind generator including a deicing device and a control method thereof, and more particularly, to a wind generator including a deicing device mounted on a nacelle of a wind generator and performing a deicing operation on a blade. It is about a method.
세계의 전력 수요를 충족시키기 위해 대안적인 에너지원이 개발되고 있다. 이러한 하나의 대안 에너지원은 풍력이다. 상기와 같은 풍력 발전기는 크게 로터(rotor)와, 나셀(nacelle) 및 타워(tower)로 구성된다. 풍력 발전기는 로터를 통해 바람 자원으로부터 얻어진 에너지를 발전부를 통해 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산하는 장치이다.Alternative energy sources are being developed to meet the world's electricity needs. One such alternative energy source is wind power. Such a wind generator is largely composed of a rotor, a nacelle and a tower. A wind generator is a device that generates power by converting energy obtained from wind resources through a rotor into electrical energy through a power generation unit.
풍력 발전기는 기류(air current)에 의해 제공되는 에너지를 전기로 전환시킨다. 기류는 타워의 정상부에서 나셀에 장착된 큰 로터 블레이드 또는 프로펠러를 회전시킨다. Wind generators convert the energy provided by air currents into electricity. Airflow rotates a large rotor blade or propeller mounted on the nacelle at the top of the tower.
블레이드는 스테이터에 대해 로터를 회전시켜 전류를 발생시킨다. 회전 속도는 다수의 브레이킹 시스템의 사용을 통해서뿐만 아니라 블레이드 피치를 변경시킴으로써 제어된다. 강한 바람의 상태 시, 회전 속도를 제한하기 위해, 블레이드 피치가 조정되어 풍력 에너지를 흘려 보낸다. 종종, 블레이드가 높은 회전 속도를 이루는 것을 더욱 방지하기 위해 브레이킹 시스템이 사용된다. 낮은 바람의 상태 시, 가능한 한 많은 풍력 에너지를 포획하기 위해, 블레이드 피치가 조정된다.The blade generates current by rotating the rotor relative to the stator. Rotational speed is controlled through the use of multiple braking systems as well as by changing the blade pitch. In strong wind conditions, the blade pitch is adjusted to flow wind energy to limit the rotational speed. Often, a braking system is used to further prevent the blade from achieving a high rotational speed. In low wind conditions, the blade pitch is adjusted to capture as much wind energy as possible.
통상, 풍력 발전기는 풍향 조건이 우수한 산간 지방이나 해안가 지역에 주로 설치되며, 상기한 지역들은 대체로 겨울철에 눈이 많이 내리는 지역이다. 따라서, 겨울철 눈이 많이 내리게 되면 풍력 발전기를 구성하는 블레이드에는 눈이 많이 쌓이게 되고, 이렇게 쌓인 눈이 결빙되어 발전 효율에 영향을 미치게 되어 실질적인 풍력 발전기의 수명에 큰 영향을 미치게 된다. In general, wind generators are mainly installed in mountainous regions or coastal areas with excellent wind direction, and these areas are generally snowy areas in winter. Therefore, when a lot of snow falls in winter, a lot of snow accumulates on the blades constituting the wind generator, and thus the accumulated snow freezes and affects the power generation efficiency, which greatly affects the lifespan of the actual wind generator.
특히, 블레이드는 바람이 가진 에너지를 회전력으로 변환시켜 로터 또는 나셀로 전달하도록 하는 구성으로써, 상기와 같은 블레이드는 풍력 발전기의 핵심적인 구성임을 고려할 때 지속적인 유지 보수 및 점검을 수행한다.In particular, the blade is configured to convert the energy of the wind into the rotational force to transfer to the rotor or nacelle, considering the blade as a core configuration of the wind power generator performs continuous maintenance and inspection.
상기한 유지 보수 및 점검을 수행하고자 할 경우에는 외부에서 크레인 등을 이용하거나 나셀 등을 통해 작업자가 블레이드로 이동하여야 한다. 하지만, 전술한 바와 같이 블레이드가 결빙된다면 작업자가 블레이드로 이동하는 도중 상기와 같이 결빙된 것에 의해 안전 사고의 발생 우려가 클 수밖에 없다는 문제점이 있다.When performing the maintenance and inspection described above, the operator must move to the blade using a crane or the like from the outside. However, as described above, if the blade is frozen, there is a problem that a safety accident may inevitably occur due to the freezing as described above while the worker moves to the blade.
또한, 회전자인 블레이드의 결빙은 풍력 발전기의 영역에 있는 사람과 물체가 낙하하는 얼음으로 인하여 부상을 입거나 손상될 수 있는 위험을 포함한다. 회전자인 블레이드가 얼음으로 덮여 있을 때, 얼음이 얼마나 많이 언제 떨어질지 예측할 수 없으며, 따라서 그 영역의 위험을 방지하도록, 풍력 발전기는 정지해야 한다.In addition, the icing of the blades, which are rotors, involves the risk that people and objects in the area of the wind generator can be injured or damaged by falling ice. When the blade, which is the rotor, is covered with ice, it is unpredictable how much when the ice will fall, and thus the wind generator must stop to avoid the danger of that area.
종래 기술의 상태에서, 이러한 문제를 해결하기 위해 여러 가지 방안이 강구되었다.In the state of the art, various measures have been taken to solve this problem.
특히, 특허문헌 1(미국등록특허공보 US 7,802,961)에서는 블레이드에 발생하는 아이싱 현상을 방지하기 위해 해수를 블레이드의 리딩 엣지부에 분사하는 방법을 개시하고 있는데, 이러한 장치에는 다음과 같은 문제점이 있다.In particular, Patent Document 1 (US Pat. No. 7,802,961) discloses a method of spraying seawater to the leading edge of the blade to prevent icing from occurring on the blade, which has the following problems.
특허문헌 1에서처럼 풍력 발전이 수행되는 중에 블레이드 전방으로 해수를 분사하면 블레이드를 향해 불어오는 바람의 영향으로 인해 효율적인 디아이싱 작업이 수행될 수 없다. 즉, 특허문헌 1의 디아이싱 장치로는 다량의 해수를 블레이드 전방에 분사해야 하므로 분사 노즐이 다수 개 필요하여 설치 제한 및 비용상의 문제점이 있고, 효과적인 분사 각도나 분사량을 정해서 디아이싱 작업을 수행할 수 없다는 문제점이 있다.As in
본 발명의 일 측면에 따르면, 풍력 발전기의 나셀에 장착되어 블레이드에 대해 디아이싱 작업을 수행할 수 있는 디아이싱 장치를 구비하는 풍력 발전기 및 그 제어방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wind generator having a deicing device which is mounted on a nacelle of a wind generator and can perform a deicing operation on a blade.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기는, 나셀, 타워, 로터와 로터에 풍력으로 인해 발생한 회전력을 제공하는 하나 이상의 블레이드를 구비하는 풍력 발전기에 있어서, 나셀 하부에 설치되는 디아이싱 장치; 디아이싱 장치가 디아이싱 장치 쪽으로 회전해오는 블레이드의 리딩 엣지부에 디아이싱 유액을 분사하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.According to one embodiment of the present invention, a wind generator includes a nacelle, a tower, a rotor, and a wind generator including one or more blades that provide a rotational force generated by wind power in the rotor, comprising: a deicing device installed under the nacelle; And a controller configured to control the deicing apparatus to spray the deicing fluid on the leading edge of the blade that rotates toward the deicing apparatus.
또한, 디아이싱 장치는 디아이싱 유액이 외부로 분사되는 분사 노즐을 포함한다.The deicing apparatus also includes a spray nozzle through which the deicing fluid is injected to the outside.
또한, 블레이드는 회전축과 연결되는 루트부를 포함하고, 분사 노즐의 분사 방향은 디아이싱 장치 쪽으로 회전해오는 블레이드의 리딩 엣지부 중 루트부 쪽 부분을 향하는 방향이다.In addition, the blade includes a root portion connected to the rotating shaft, the injection direction of the injection nozzle is a direction toward the root portion of the leading edge portion of the blade that rotates toward the deicing device.
또한, 블레이드의 위치를 감지하는 블레이드 위치 감지부를 더 포함하고, 제어부는 블레이드 위치 감지부를 통해 감지된 블레이드의 위치 정보를 기초로, 분사 노즐의 분사 방향이 블레이드의 리딩 엣지부 중 루트부 쪽 부분을 향하는 시점을 판단하고, 이를 통해 디아이싱 장치의 가동 여부를 판단한다.The apparatus may further include a blade position sensing unit configured to detect the position of the blade, and the control unit may further include a blade position sensing unit configured to detect the position of the root of the leading edge of the blade based on the position information of the blade detected through the blade position sensing unit. It determines the timing of the heading and determines whether the deicing apparatus is operated.
또한, 제어부는 분사 노즐의 분사 방향이 블레이드의 리딩 엣지부 중 루트부 쪽 부분을 향하는 시점에 디아이싱 장치가 블레이드의 리딩 엣지부에 디아이싱 유액을 분사하도록 제어한다.In addition, the controller controls the deicing apparatus to spray the deicing fluid on the leading edge of the blade when the spraying direction of the spray nozzle is directed toward the root portion of the leading edge of the blade.
또한, 풍력 발전기의 외부 온도를 감지하는 온도 감지부를 더 포함하고, 제어부는 온도 감지부가 감지한 외부 온도와 기설정된 온도를 비교하여 디아이싱 장치의 가동 여부를 판단한다.The apparatus may further include a temperature detector configured to detect an external temperature of the wind generator, and the controller may determine whether the deicing device is operated by comparing the external temperature detected by the temperature detector with a preset temperature.
또한, 제어부는 외부 온도가 기설정된 온도 이하인 경우에 디아이싱 장치가 블레이드의 리딩 엣지부에 디아이싱 유액을 분사하도록 제어한다.In addition, the controller controls the deicing apparatus to spray the deicing fluid on the leading edge of the blade when the external temperature is less than or equal to a predetermined temperature.
또한, 제어부는 외부 온도와 기설정된 온도의 차이에 따라 디아이싱 장치의 분사 횟수 및 분사 시간 중 어느 하나 이상을 조절한다.The controller may adjust one or more of the number of injections and the injection time of the deicing apparatus according to the difference between the external temperature and the preset temperature.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 제어방법은, 발전 중인 풍력 발전기의 외부 온도를 감지하고; 감지된 외부 온도가 기설정된 온도 이하인 경우에 회전 중인 블레이드의 위치를 감지하고; 감지된 블레이드의 위치를 기초로 나셀 하부에 설치된 디아이싱 장치의 분사 방향이 블레이드의 리딩 엣지부 중 루트부 쪽 부분을 향하는 시점을 판단하고; 판단된 시점에서 디아이싱 장치 쪽으로 회전해오는 블레이드의 리딩 엣지부에 디아이싱 유액을 분사한다.Wind generator control method according to an embodiment of the present invention, sensing the external temperature of the wind generator is generating power; Detect the position of the rotating blade when the sensed external temperature is below a preset temperature; Determining a time point at which the injection direction of the deicing apparatus installed in the lower portion of the nacelle toward the root portion of the leading edge portion of the blade based on the detected position of the blade; At the determined time point, the deicing fluid is sprayed on the leading edge of the blade which rotates toward the deicing device.
또한, 디아이싱 유액이 분사된 블레이드를 따라 회전하는 다음 블레이드에 대해서도 디아이싱 장치가 상기와 동일한 과정을 반복하도록 제어한다.In addition, the deicing apparatus is controlled to repeat the same process as for the next blade that rotates along the blade from which the deicing fluid is injected.
본 발명의 일 측면에 따르면, 아이싱 방지 및 아이싱 발생시간 지연을 통해 풍력 발전기의 가동률을 향상시킬 수 있다.According to an aspect of the present invention, it is possible to improve the operation rate of the wind power generator through icing prevention and icing occurrence time delay.
또한, 하나 이상의 블레이드 각각에 대한 디아이싱 장치를 구비하지 않고도 모든 블레이드에 대해 디아이싱 작업을 수행할 수 있어서 비용적 측면에서도 유리하다.In addition, it is advantageous in terms of cost as the deicing operation can be performed on all blades without having to provide a deicing device for each of one or more blades.
또한, 작업자 없이도 자동으로 디아이싱 작업을 수행할 수 있어서 작업 능률을 향상시킬 수 있다.In addition, the deicing work can be performed automatically without a worker, thereby improving work efficiency.
또한, 블레이드의 아이싱을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 부수적으로 블레이드 클리닝 효과도 동시에 달성할 수 있다.In addition, not only can the icing of the blades be prevented, but also the blade cleaning effect can be achieved at the same time.
도 1은 일반적인 풍력 발전기의 정지 상태를 도시한 일 측면도이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기의 구성을 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기를 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기 제어방법을 도시한 순서도이다.1 is a side view showing a stationary state of a typical wind generator.
2 to 3 is a schematic diagram showing the configuration of a wind generator including a deicing device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram showing a wind generator including a deicing device according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing the configuration of a wind generator including a deicing device according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a wind generator control method including a deicing device according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a wind generator control method including a deicing apparatus according to another embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저 일반적인 정지 상태의 풍력 발전기에 대해 도 1을 통해 설명한다. First, a wind turbine in a general stationary state will be described with reference to FIG. 1.
도 1은 일반적인 풍력 발전기의 정지 상태를 도시한 일 측면도이다. 1 is a side view showing a stationary state of a typical wind generator.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 풍력 발전기(1)는 나셀(3), 타워(5), 로터(50), 허브(7), 블레이드(100)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a
여기서 나셀(3)은 도 1에 도시된 바와 같이, 풍력 발전기(1)가 설치되는 지평면 또는 수평면에 평행하도록 형성되고, 타워(5)는 지평면 또는 수평면에 수직이 되도록 형성된다.Here, as shown in FIG. 1, the
블레이드(100)는 허브(7) 부분과 연결되고 내부적으로는 허브(7)에 포함되는 회전축과 연결되며 회전축은 로터(50) 연결된다.The
또한, 블레이드(100)는 리딩 엣지부(130) 및 트레일링 엣지부(150)를 포함하는 날개부와 루트부(170)를 포함한다. 날개부는 바람이 직접 작용하는 부분이고, 루트부(170)는 회전축과 결합하는 부분이다. In addition, the
또한, 리딩 엣지부(130)에는 블레이드(100) 중에서 대부분의 아이싱이 형성되고, 트레일링 엣지부(150)는 날개부에서 리딩 엣지부(130)의 반대편에 위치한다.In addition, most of the icing is formed in the leading
또한, 도 1은 풍력 발전기(1)가 발전하지 않고 정지된 상태를 도시하고 있는데, 도 1에 도시된 바와 같이 정지된 상태에서는 블레이드(100)의 트레일링 엣지부(150)가 타워(5) 쪽으로 향하게 되고, 리딩 엣지부(130)가 타워(5)의 반대쪽으로 향하게 된다.In addition, FIG. 1 illustrates a state in which the
그러나, 풍력 발전기(1)가 발전 중인 상태에서는 블레이드(100)의 트레일링 엣지부(150), 리딩 엣지부(130) 어느 것도 타워(5) 쪽 정면으로 향하고 있지 않다(도 4 참조). 즉, 아이싱 현상이 주로 발생하는 블레이드(100)의 리딩 엣지부(130)는 타워(5) 쪽과 소정의 각도를 형성하며 이 상태에서 블레이드(100)는 바람에 의해 회전한다.However, neither the
이러한 상태에서 리딩 엣지부(130)에 디아이싱 유액을 분사하기 위해서는, 디아이싱 유액의 분사 각도와 분사 시점이 중요하다. In this state, in order to inject the deicing fluid into the leading
이러한 점을 고려하여 아래에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기(1)에 대해 도 2 내지 도 5를 기초로 설명한다. In consideration of this point, a
도 2 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기의 구성을 도시한 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기를 도시한 개략도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기의 구성을 도시한 블록도이다.2 to 3 is a schematic diagram showing the configuration of a wind generator including a deicing device according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a wind generator comprising a deicing device according to an embodiment of the present invention Figure 5 is a schematic diagram, Figure 5 is a block diagram showing the configuration of a wind generator including a deicing device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기(1)는 일반적인 풍력 발전기와 마찬가지로 나셀(3), 타워(5), 로터(50), 허브(7), 블레이드(100)를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기(1)는 디아이싱 장치(400)와 제어부(500)를 포함한다.In addition, the
디아이싱 장치(400)는 나셀(3) 하부에 설치된다.The
또한, 디아이싱 장치(400)는 나셀(3) 하부에 설치됨으로써, 하나의 디아이싱 장치(400)로 하나 이상의 블레이드(100a, 100b, 100c) 각각에 디아이싱 작업을 수행할 수 있다.In addition, since the
또한, 디아이싱 장치(400)가 디아이싱 작업을 수행할 때 작업 대상 블레이드(100)의 뒤 쪽에 위치하게 되어 바람의 영향을 최대한 적게 받으면서 디아이싱 작업을 수행할 수 있다.In addition, when the
또한, 디아이싱 장치(400)는 분사 노즐(410)과 본체(430)를 포함한다. 분사 노즐(410)은 디아이싱 유액을 직접 외부로 분사하는 부분이다. 여기서 분사 노즐(410)의 분사 방향은 디아이싱 장치(400) 쪽으로 회전해오는 블레이드(도 4에서 100c)의 리딩 엣지부(130c)를 향하는 방향이다.In addition, the
또한, 분사 노즐(410)의 분사 방향은 디아이싱 장치(400) 쪽으로 회전해오는 블레이드(도 4에서 100c)의 리딩 엣지부(130c) 중에서 루트부(170c) 쪽 부분을 향하는 방향이다. 분사 노즐(410)의 분사 방향이 블레이드(도 4에서 100c)의 리딩 엣지부(130c) 중에서 루트부(170c) 쪽 부분을 향하도록 하는 것은, 루트부(170c) 쪽 부분에 디아이싱 유액이 분사되면 그 유액이 블레이드(100c)의 회전력에 의해 블레이드(100c)를 타고 블레이드(100c)의 끝 부분이 팁부로 이동하므로, 이에 따라 리딩 엣지부(130c) 전체에 디아이싱 유액이 작용할 수 있도록 하기 위함이다.In addition, the spraying direction of the
또한, 본체(430)는 디아이싱 장치(400)를 지지하고, 나셀(3)과 직접 결합하는 부분이다. 본체(430)는 제어부(500)와 직접 연결되어 제어부(500)에서 인가되는 제어신호를 수신하여 분사 노즐(410)에서 디아이싱 유액이 분사되도록 한다.In addition, the
또한, 본체(430)는 디아이싱 유액이 흐르는 경로인 유로부(450)와 연결되고, 유로부(450)는 디아이싱 유액이 저장되는 저장부(470)에 연결된다. In addition, the
본체(430)는 제어부(500)의 제어신호에 따라 저장부(470)에 저장된 디아이싱 유액이 유로부(450)를 거쳐 분사 노즐(410)에서 분사되도록 한다. 즉, 디아이싱 장치(400)는 제어부(500)의 제어신호에 따라 그 작동여부가 결정된다.The
또한, 본체(430)는 디아이싱 장치(400)의 구성에서 나셀(3) 하부와 직접 접촉하여 고정되는 부분이다. 이러한 본체(430)는 다양한 방식으로 나셀(3)의 하부에 고정될 수 있는데, 일 예로 볼팅을 통해 나셀(3) 하부에 고정될 수 있다.In addition, the
볼팅을 통해 고정시키는 과정은 나셀(3) 하부와 본체(430) 사이에 결합판(401)을 삽입한 후 나셀(3)과 본체(430)가 결합되도록 볼팅을 수행한다.The process of fixing through bolting inserts the
볼팅을 통해 고정시키는 경우에는 추후 유지/보수가 필요할 때 용이하게 탈착이 가능하다는 장점이 있다.In the case of fixing through bolting, there is an advantage that it can be easily removed when maintenance / repair is needed later.
기타 접착 등의 방식으로도 본체(430)를 나셀(3) 하부에 고정시킬 수 있다.The
또한, 유로부(450)와 저장부(470)는 도 3에 도시된 바와 같이 나셀(3) 내부에 설치된다. 도 3에 도시된 바와 같이 유로부(450)가 나셀(3) 내부에서 시작하여 디아이싱 장치(400)의 본체(430)에 연결되려면 본체(430)와 연결되는 나셀(3)의 영역에 구멍을 형성하여 유로부(450)가 본체(430) 내부에 연결되어야 한다.In addition, the
이러한 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기는 본체(430)와 접촉하는 나셀(3) 부분과 본체(430) 사이에 결합판(401)을 구비하고 있어서, 유로부(450) 주변의 수밀문제를 최소화할 수 있다. 즉, 유로부(450)의 통과를 위해 나셀(3) 및 본체(430)에 형성된 구멍이 결합판(401)에 의해 덮임으로써 수밀문제를 최소화할 수 있다. 또한, 본체(430), 나셀(3) 및 결합판(401)에 형성된 구멍과 그 구멍을 통과하는 유로부(450) 사이에는 어느 정도 간극이 발생할 수 있는데, 이를 방지하기 위하여 유로부(450)에는 링 형태의 고무부재 등이 설치될 수도 있다. 이 외에에도 다양한 방식을 통하여 나셀(3) 및 본체(430)에 형성되어 유로부(450)의 통과를 위해 형성된 구멍을 덮고, 유로부(450) 주변의 간극을 방지할 수 있다.In this case, the wind generator according to the embodiment of the present invention includes a
다만, 유로부(450)와 저장부(470)는 풍력 발전기(1) 외부 환경에 따라 다른 곳(풍력 발전기 내부 또는 외부)에 설치될 수 있다.However, the
일 예로 나셀(3)의 견고성이 낮은 경우 그 안정성을 고려할 때, 저장부(470)는 풍력 발전기(1)의 외부에 설치될 수 있다. 즉, 저장부(470)는 지면 또는 풍력 발전기 타워 내부 등에 설치될 수 있다.For example, when the stability of the
또한, 디아이싱 장치(400)에서 분사되는 디아이싱 유액은 염분수, 해수, 증류수, 물 또는 부동액 등을 포함한다. 즉, 아이싱 현상으로 블레이드(100)의 리딩 엣지부(130)에 형성된 얼음 또는 눈을 디아이싱할 수 있는 물질은 모두 포함될 수 있다.In addition, the deicing emulsion injected from the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기(1)는 온도 감지부(200)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
즉, 위에서 상술한 디아이싱 작업은 풍력 발전기(1)의 외부 온도와 관계 없이 주기적으로 수행되는 실시 형태인데, 보다 효율적인 디아이싱 작업을 수행하기 위해서 풍력 발전기(1)의 외부 온도를 온도 감지부(200)로 측정하여 디아이싱 작업이 필요한 온도가 되었을 때에만 디아이싱 장치(400)를 작동시킬 수 있다.That is, the above-mentioned deicing operation is an embodiment in which the deicing operation is performed periodically regardless of the outside temperature of the
여기서, 온도 감지부(200)는 온도를 측정할 수 있는 모든 형태의 센서를 포함한다. 또한, 온도 감지부(200)는 풍력 발전기(1) 외부 온도를 주기적으로 또는 실시간으로 측정할 수 있다.Here, the
또한, 온도 감지부(200)에서 측정된 풍력 발전기(1) 외부 온도는 제어부(500)로 전송된다. 제어부(500)는 온도 감지부(200)가 감지한 외부 온도와 기설정된 온도를 비교한다. 제어부(500)는 비교 결과에 따라 디아이싱 장치(400)의 가동 여부를 판단한다.In addition, the temperature outside the
구체적으로 제어부(500)는 외부 온도가 기설정된 온도 이하인 경우에 디아이싱 장치(400)가 블레이드(100)의 리딩 엣지부(130)에 디아이싱 유액을 분사하도록 제어한다.In detail, the
또한, 제어부(500)는 외부 온도와 기설정된 온도의 차이를 산정하고 그 차이에 따라 디아이싱 장치(400)의 분사 횟수 또는 분사 시간 등을 조절할 수 있다.In addition, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기(1)는 블레이드 위치 감지부(300)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
블레이드 위치 감지부(300)는 회전 중인 블레이드(100)의 위치를 감지한다. 블레이드 위치 감지부(300)는 다양한 형태로 블레이드(100)의 위치를 감지할 수 있는데, 일 예로 회전축에 연결되는 각 블레이드(100a, 100b, 100c)의 위치를 기억하고 회전축에 회전각 감지 센서를 장착하여 블레이드(100)의 위치를 감지할 수 있다. 또한, 카메라 등의 비젼 센서를 통해서도 회전 중인 블레이드(100)의 위치를 감지할 수 있다.The
이렇게 블레이드 위치 감지부(300)를 통해 감지된 회전 중의 블레이드(100)의 위치를 기초로 디아이싱 유액 분사 시점을 결정할 수 있다. 즉, 제어부(500)는 블레이드 위치 감지부(300)를 통해 감지된 블레이드(100)의 위치 정보를 기초로, 분사 노즐(410)의 분사 방향이 블레이드의 리딩 엣지부(130) 중 루트부(170) 쪽 부분을 향하는 시점을 판단하고, 이를 통해 디아이싱 장치(400)의 가동을 제어한다.The de-icing fluid injection timing may be determined based on the position of the
즉, 제어부(500)는 분사 노즐(410)의 분사 방향이 블레이드의 리딩 엣지부(130) 중 루트부(170) 쪽 부분을 향하는 시점에 디아이싱 장치(400)가 블레이드의 리딩 엣지부(130)에 디아이싱 유액을 분사하도록 제어한다.That is, the
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기 제어방법에 대해 도 6을 기초로 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기의 제어방법을 도시한 순서도이다.Next, a wind generator control method including a deicing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. 6 is a flowchart illustrating a control method of a wind generator including a deicing device according to an embodiment of the present invention.
먼저 풍력 발전기(1)가 풍력 발전을 계속 수행하는 중에(단계 600). 풍력 발전기(1)에 설치된 온도 감지부(200)를 통해 풍력 발전기(1) 외부 온도를 감지한다(단계 610).First while the
다음으로 감지된 풍력 발전기(1)의 외부 온도가 기설정된 온도 이하인지 여부를 판단한다(단계 620). Next, it is determined whether the detected external temperature of the
만약 감지된 풍력 발전기(1)의 외부 온도가 기설정된 온도를 초과하는 경우에는 계속 풍력 발전을 수행한다(단계 600으로 복귀). If the detected outside temperature of the
만약 감지된 풍력 발전기(1)의 외부 온도가 기설정된 온도 이하이면, 블레이드(100)에 아이싱이 발생될 가능성이 큰 경우이므로, 회전 중인 블레이드(100)의 위치를 감지한다(단계 630).If the detected external temperature of the
다음으로, 감지된 회전 중인 블레이드(100)의 위치 정보를 기초로 나셀(3) 하부에 설치된 디아이싱 장치(400)의 분사 방향이 블레이드 리딩 엣지부(130) 중 루트부(170) 쪽 부분을 향하는 시점을 판단한다(단계 640).Next, the spraying direction of the
이렇게 판단된 시점에서 디아이싱 장치(400) 쪽으로 회전해오는 블레이드의 리딩 엣지부(130)에 디아이싱 유액을 분사한다(단계 650).At this point, the deicing fluid is injected into the
디아이싱 유액이 분사된 블레이드(100)를 따라 회전하는 다음 블레이드(100)에 대해서 위와 같은 과정을 동일하게 반복한다(단계 660).The same process is repeated for the
마지막으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기 제어방법에 대해 도 7을 기초로 설명한다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디아이싱 장치를 포함하는 풍력 발전기의 제어방법을 도시한 순서도이다.Finally, a wind generator control method including a deicing device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7. 7 is a flowchart illustrating a control method of a wind generator including a deicing device according to another embodiment of the present invention.
먼저 풍력 발전기(1)가 풍력 발전을 계속 수행하는 중에(단계 700). 풍력 발전기(1)에 설치된 온도 감지부(200)를 통해 풍력 발전기(1) 외부 온도를 감지한다(단계 710).First while the
다음으로 감지된 풍력 발전기(1)의 외부 온도가 기설정된 온도 이하인지 여부를 판단한다(단계 720). Next, it is determined whether the detected external temperature of the
만약 감지된 풍력 발전기(1)의 외부 온도가 기설정된 온도를 초과하는 경우에는 계속 풍력 발전을 수행한다(단계 700으로 복귀).If the detected outside temperature of the
만약 감지된 풍력 발전기(1)의 외부 온도가 기설정된 온도 이하이면, 블레이드(100)에 아이싱이 발생될 가능성이 큰 경우이므로, 외부 온도와 기설정된 온도의 차이를 산정한다(단계 730).If the sensed external temperature of the
또한, 온도 차이를 산정하고 회전 중인 블레이드(100)의 위치를 감지한다(단계 740).In addition, the temperature difference is calculated and the position of the
다음으로, 감지된 회전 중의 블레이드(100)의 위치 정보를 기초로 나셀(3) 하부에 설치된 디아이싱 장치(400)의 분사 방향이 블레이드 리딩 엣지부(130) 중 루트부(170) 쪽 부분을 향하는 시점을 판단한다(단계 750).Next, the spraying direction of the
이렇게 판단된 시점에서 디아이싱 장치(400) 쪽으로 회전해오는 블레이드의 리딩 엣지부(130)에 디아이싱 유액을 분사한다(단계 760).At this point, the deicing fluid is sprayed onto the
또한, 위의 단계 730에서 산정된 온도의 차이에 따라 디아이싱 장치(400)의 분사 횟수 또는 분사 시간을 조절한다(단계 770).In addition, the number of injections or the injection time of the
마지막으로 디아이싱 유액이 분사된 블레이드(100)를 따라 회전하는 다음 블레이드(100)에 대해서 위와 같은 과정을 동일하게 반복한다(단계 780).Finally, the same process is repeated for the
1 : 풍력 발전기 3 : 나셀
5 : 타워 7 : 허브
50 : 로터 100 : 블레이드
130 : 리딩 엣지부 150 : 트레일링 엣지부
170 : 루트부 200 : 온도 감지부
300 : 블레이드 위치 감지부 400 : 디아이싱 장치
401 : 결합판 410 : 분사 노즐
430 : 본체 450 : 유로부
470 : 저장부 500 : 제어부1: wind generator 3: nacelle
5: Tower 7: Hub
50: rotor 100: blade
130: leading edge portion 150: trailing edge portion
170: root portion 200: temperature sensing portion
300: blade position detection unit 400: deicing device
401: bonding plate 410: spray nozzle
430: main body 450: flow path
470: storage unit 500: control unit
Claims (10)
상기 나셀 하부에 설치되는 디아이싱 장치;
상기 디아이싱 장치가 상기 디아이싱 장치 쪽으로 회전해오는 블레이드의 리딩 엣지부에 디아이싱 유액을 분사하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 풍력 발전기.In a wind generator having a nacelle, a tower, a rotor and at least one blade for providing a rotational force generated by the wind to the rotor,
A deicing device installed under the nacelle;
And a controller configured to control the deicing device to spray deicing fluid into a leading edge of a blade that rotates toward the deicing device.
상기 디아이싱 장치는 상기 디아이싱 유액이 외부로 분사되는 분사 노즐을 포함하는 풍력 발전기.The method of claim 1,
The deicing apparatus comprises a spray nozzle for spraying the deicing fluid to the outside.
상기 블레이드는 회전축과 연결되는 루트부를 포함하고,
상기 분사 노즐의 분사 방향은 상기 디아이싱 장치 쪽으로 회전해오는 블레이드의 리딩 엣지부 중 상기 루트부 쪽 부분을 향하는 방향인 풍력 발전기.The method of claim 2,
The blade includes a root portion connected to the rotating shaft,
The spraying direction of the spray nozzle is a direction toward the root portion of the leading edge portion of the blade that rotates toward the deicing device.
상기 블레이드의 위치를 감지하는 블레이드 위치 감지부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 블레이드 위치 감지부를 통해 감지된 블레이드의 위치 정보를 기초로, 상기 분사 노즐의 분사 방향이 상기 블레이드의 리딩 엣지부 중 상기 루트부 쪽 부분을 향하는 시점을 판단하고, 이를 통해 상기 디아이싱 장치의 가동 여부를 판단하는 풍력 발전기.The method of claim 3,
Further comprising a blade position detecting unit for detecting the position of the blade,
The controller determines a time point of the jetting direction of the jetting nozzle toward the root portion of the leading edge of the blade, based on the blade positional information detected by the blade position detecting unit, and thereby the deicing Wind generator to determine whether the unit is running.
상기 제어부는 상기 분사 노즐의 분사 방향이 상기 블레이드의 리딩 엣지부 중 상기 루트부 쪽 부분을 향하는 시점에 상기 디아이싱 장치가 상기 블레이드의 리딩 엣지부에 디아이싱 유액을 분사하도록 제어하는 풍력 발전기.5. The method of claim 4,
And the control unit controls the deicing apparatus to inject the deicing fluid into the leading edge of the blade when the spraying direction of the spray nozzle is directed toward the root portion of the leading edge of the blade.
상기 풍력 발전기의 외부 온도를 감지하는 온도 감지부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 온도 감지부가 감지한 외부 온도와 기설정된 온도를 비교하여 상기 디아이싱 장치의 가동 여부를 판단하는 풍력 발전기.The method of claim 5,
Further comprising a temperature sensing unit for sensing the external temperature of the wind generator,
The control unit compares the external temperature detected by the temperature sensing unit with a predetermined temperature to determine whether the deicing device is running.
상기 제어부는 상기 외부 온도가 상기 기설정된 온도 이하인 경우에 상기 디아이싱 장치가 상기 블레이드의 리딩 엣지부에 디아이싱 유액을 분사하도록 제어하는 풍력 발전기.The method according to claim 6,
And the control unit controls the deicing device to spray the deicing fluid to the leading edge of the blade when the external temperature is equal to or less than the predetermined temperature.
상기 제어부는 상기 외부 온도와 상기 기설정된 온도의 차이에 따라 상기 디아이싱 장치의 분사 횟수 및 분사 시간 중 어느 하나 이상을 조절하는 풍력 발전기.The method of claim 7, wherein
The control unit is a wind generator for controlling any one or more of the number of injections and the injection time of the deicing device according to the difference between the external temperature and the predetermined temperature.
발전 중인 상기 풍력 발전기의 외부 온도를 감지하고;
상기 감지된 외부 온도가 기설정된 온도 이하인 경우에 상기 회전 중인 블레이드의 위치를 감지하고;
상기 감지된 블레이드의 위치를 기초로 상기 나셀 하부에 설치된 디아이싱 장치의 분사 방향이 상기 블레이드의 리딩 엣지부 중 상기 루트부 쪽 부분을 향하는 시점을 판단하고;
상기 판단된 시점에서 상기 디아이싱 장치 쪽으로 회전해오는 블레이드의 리딩 엣지부에 디아이싱 유액을 분사하는 풍력 발전기 제어방법.In the wind generator control method according to any one of claims 1 to 8,
Sensing an external temperature of the wind generator being generated;
Detecting a position of the rotating blade when the sensed external temperature is below a preset temperature;
Determining a time point at which the injection direction of the deicing apparatus installed below the nacelle is directed toward the root portion of the leading edge portion of the blade based on the detected position of the blade;
The wind generator control method for spraying the deicing fluid to the leading edge of the blade that rotates toward the deicing device at the determined time point.
상기 디아이싱 유액이 분사된 블레이드를 따라 회전하는 다음 블레이드에 대해서도 상기 디아이싱 장치가 상기와 동일한 과정을 반복하도록 제어하는 풍력 발전기 제어방법.10. The method of claim 9,
The wind generator control method for controlling the deicing device to repeat the same process as described above for the next blade that rotates along the blade injecting the deicing fluid.
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